Critère du délai de récupération

Il existe deux types de critères de délai de récupération fréquemment utilisé en analyse économique. Il s’agit des critères de délai de récupération simple et de délai de récupération actualisé. Ces critères permettent de connaître le nombre d’années qu’il faut pour que les investissements soient compensés par les bénéfices. Le critère de délai de récupération simple, le plus utilisé, n’utilise par les flux de trésorerie actualisés dans son analyse. Ainsi, il ne prend pas en compte les changements de prix (par exemple la hausse du prix de l’énergie) durant le délai de récupération. Le délai de récupération simple d’un projet est généralement plus court que son délai de récupération que le délai de récupération actualisé. Le critère de délai de utilisés dans le bâtiment, l’un étant considéré comme le système de base (BC) et l’autre, le système alternatif (A), le délai de récupération peut être évalué de la manière suivante :

∆ + ∆ + ∆ & − ∆ + ∆ )

(1 + ) ≥ ∆

 ∆ = − , économie sur le coût consommation énergétique d’énergie due au système alternatif évalué en année t

 ∆ = − , économie sur coût de consommation d’eau due au système alternatif évaluée en année t,

 ∆ & = & − & , économie sur les coûts de maintenance et de réparation évaluée en année t,

 ∆ = − , augmentation du coût initial d’acquisition du système alternatif sur le système de base,

 ∆ = − , augmentation du coût de remplacement évaluée en année t,

 ∆ = − , Augmentation de la valeur résiduelle évaluée en année t,

 d = Taux d’actualisation utilisé pour actualiser la valeur du coût

Cette formule est valable aussi bien pour le calcul du délai de récupération simple que pour le calcul du taux de récupération actualisé [16].

1.4. Revue bibliographique

Des études sur le bâtiment utilisant la simulation thermique sont publiées. Dans ces publications, la simulation thermique dynamique est utilisée pour faire aussi une analyse de l’enveloppe des bâtiments, de l’isolation des bâtiments.

Au nombre de ces études, R. Guechchati et Al. ont fait à l’aide du logiciel TRNSYS une simulation thermique dynamique du bâtiment du centre psychopédagogique ‘SAFAA’. L’étude visait l’introduction des matériaux isolants dans le bâtiment afin d’améliorer le confort thermique et de réduire l’énergie consommée. Ils ont conclu entre autres que l’isolation de la toiture et l’isolation interne des murs avec 6 cm de polystyrène expansé 035 et l’utilisation du double vitrage permet de réduire de 13,34 % la consommation énergétique du bâtiment [17].

DJELLOUL et Al ont fait une étude comparative entre deux types de bâtiments. L’un étant un bâtiment de référence BR en Algérie et l’autre est un bâtiment dit de basse consommation BBC. La BBC est un bâtiment à enveloppe isolée (murs, terrasse et vitrage). Pour ce faire, ils font une simulation de chacun des bâtiments sous le logiciel TRNSYS. Ils conclurent après simulation qu’améliorer la constitution de l'enveloppe d'un bâtiment s'avère une solution pertinente, un bâtiment basse consommation dont une enveloppe bien isolée ( murs , terrasse , vitrage) présente un aspect énergétique très amélioré par rapport à un bâtiment de référence soit sur le plan de besoin en refroidissement , soit sur le plan d'intensité énergétique [18].

Au nombre des systèmes énergétiques utilisés dans les bâtiments figurent les systèmes de climatisation. Les systèmes de climatisation font partie des systèmes énergétiques les plus énergivores du bâtiment. Aves les systèmes de chauffage et les systèmes de ventilation, ils consomment à eux seuls plus de 60%

de la consommation énergétique dans le bâtiment dans le monde [4]. Plusieurs types de systèmes de climatisation sont utilisés dans le bâtiment.

Utilisant la simulation thermique dynamique des bâtiments et des systèmes de climatisation combinée à l’analyse de coût de cycle de vie, Jeasuk PARK mena une étude comparative, en 2013 aux Etats unis d’Amérique, entre les systèmes VRV (Volume de Réfrigérant Variable) considérés comme système écologique et quelques systèmes conventionnels de climatisation. Au nombre de ces systèmes on a : les systèmes VAV (Variable Air Volume) uni zone, les systèmes VAV multizone, les systèmes Split et les systèmes CAV (Constant Air Volume). Le logiciel de simulation thermique dynamique utilisé est Energyplus.

Son étude est faite sur six bâtiments représentatifs de diverses natures (hôpital, école primaire, petit hôtel, bâtiment administratif, bâtiment résidentiel

familial) imaginés dans onze différentes zones climatiques des Etats-Unis d’Amérique. Il conclut que les systèmes VRV permettraient de réduire de 39,9%

en moyenne la consommation énergétique imputable aux autres systèmes de climatisation. Il montre aussi que les systèmes VRV sont beaucoup plus recommandés pour les gros bâtiments tels les hôpitaux [16].

En 2013, dans le cadre de son master, Laeun Kwon propose un MFVRF (Multi-function Variable Refrigerant Flow) permettant de produire simultanément le froid, la chaleur et de l’eau chaude grâce à une unité de production d’eau chaude à un système VRV à récupération de chaleur. Il publiera que les systèmes VRV ont typiquement un coefficient de performance allant de 2,5 à 5,0. Il a aussi présenté les différents types de systèmes VRV existants. [13]

Par ailleurs, des articles consacrés exclusivement aux systèmes VRV sont retrouvés. Dans l’article [19], William GOETZLER exposera les systèmes VRV à travers plusieurs volets. Tout d’abord, il a fait l’historique des systèmes VRV puis présenté les avantages des systèmes VRV. Il rapporte des résultats d’analyse économique comparative entre les systèmes VRV et les systèmes à eau glacée.

Parlant du prix d’achat des systèmes à réfrigérant variable, l’auteur de l’article rapporte une étude effectuée au Brésil dans le cadre d’un projet de construction d’un bâtiment de 9300 de surface totale habitable. Cette étude a permis de montrer que les systèmes à réfrigérant variable coûtent approximativement 15%

à 22% de plus que les systèmes à eau glacée. Entre autres, il relate que les systèmes VRV permettent la température de consigne d’une zone avec une erreur absolue évaluée à plus ou moins 1°F soit plus ou moins 0,6°C.

Ammi Amarnath et Morton Blatt ont, dans leur article Variable Refrigerant Flow: An Emerging Air Conditioner and Heat Pump Technology publié en 2008,

relatent l’origine, les applications recommandées des systèmes VRF. L’étude montre que les systèmes VRV permettent de faire une économie de 35%

d’énergie et le coût de maintenance des systèmes VRV est de 40% moins élevé que celui des systèmes à eau glacée [20].

Chapitre 2

Modélisation et simulation thermique

dynamique du bâtiment d’étude

Chapitre n° 2: Modélisation et simulation thermique dynamique du bâtiment d’étude

Dans ce chapitre, nous présenterons le bâtiment sur lequel porte notre étude.

Ensuite, dans le but d’évaluer le plus précisément possible les charges annuelles de climatisation relatives au bâtiment, ce dernier a été entièrement modélisé et simulé dynamiquement sous le logiciel de simulation EnergyPlus.